CN210899118U - 带esd防护的射频开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带ESD防护的射频开关，包括发射电路、接收电路、匹配电路。发射电路包括发射隔直电容、发射串联电感和发射并联开关元件，发射隔直电容和发射隔直电容串联而连接在发射端和天线端之间，发射并联开关元件连接在发射隔直电容和发射隔直电容的中点与地之间。接收电路包括接收隔直电容、接收串联电感和接收并联开关元件，接收隔直电容和接收隔直电容串联而连接在天线端和接收端之间，接收并联开关元件连接在接收隔直电容和接收隔直电容的中点与地之间。匹配电路连接在天线端与地之间，用于与接收串联电感/发射串联电感并联谐振在信号的基频上。本实用新型电路构成简单，能够在实现ESD防护功能的前提下减少增加的损耗。

Description

带ESD防护的射频开关

技术领域

本实用新型涉及射频集成电路领域，具体涉及一种射频开关，尤其是带ESD防护的射频开关。

背景技术

射频开关由两路开关电路组成，一路连接发射器，另一路连接接收器，且两路共同连接待天线端。开关电路由一个或者多个串联的开关器件组成，开关器件上连接必要的隔直电容和偏置电阻。开关器件由控制信号控制导通或者截止，起到是否允许RF信号通过的功能。在集成电路的射频开关实现中，与天线端连接的PAD需要加入相应的ESD防护。这样的实现方式使射频收发器和天线之间有较多的器件，增加了插入损耗，也使电路实现变得复杂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电路简单、损耗较低的带ESD防护的射频开关。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种带ESD防护的射频开关，分别与发射器、接收器和天线相连接，所述带ESD防护的射频开关包括连接在所述发射器和所述天线之间的发射电路、连接在所述天线和所述接收器之间的接收电路，所述发射电路通过发射端与所述发射器相连接，所述接收器通过接收端与所述接收电路相连接，所述发射电路、所述接收电路均通过天线端与所述天线相连接，所述带ESD防护的射频开关具有发射状态和接收状态，所述发射电路包括发射隔直电容、发射串联电感和用作ESD防护的发射并联开关元件，所述发射隔直电容的第一端与所述发射端相连接，所述发射隔直电容的第二端与所述发射串联电感的第一端相连接，所述发射串联电感的第二端与所述天线端相连接，所述发射并联开关元件连接在所述发射隔直电容的第二端与地之间，所述发射并联开关元件具有控制其导通或截止的控制端，所述发射并联开关元件的控制端形成所述发射电路的控制端；所述接收电路包括接收隔直电容、接收串联电感和用作ESD防护的接收并联开关元件，所述接收隔直电容的第一端与所述接收端相连接，所述接收隔直电容的第二端与所述接收串联电感的第一端相连接，所述接收串联电感的第二端与所述天线端相连接，所述接收并联开关元件连接在所述接收隔直电容的第二端与地之间，所述接收并联开关元件具有控制其导通或截止的控制端，所述接收并联开关元件的控制端形成所述接收电路的控制端；

所述带ESD防护的射频开关还包括在所述发射状态下与所述接收串联电感并联谐振在发射信号的基频上、在所述接收状态下与所述发射串联电感并联谐振在接收信号的基频上的匹配电路，所述匹配电路连接在所述天线端与地之间。

所述匹配电路包括匹配电容。

所述匹配电路包括串联谐振在所述发射信号或所述接收信号的多次谐波上的匹配电容和匹配电感。

所述发射并联开关元件、所述接收并联开关元件为MOSFET、pHEMT或HBT类型。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型电路构成简单，能够在实现ESD防护功能的前提下减少增加的损耗。

附图说明

附图1为本实用新型的实施例一的电路图。

附图2为本实用新型的实施例二的电路图。

以上附图中：1、接收隔直电容；2、接收串联电感；3、发射串联电感；4、发射隔直电容；5、接收并联开关元件；6、匹配电容；7、匹配电感；8、发射并联开关元件；9、接收隔直电容；10、接收串联电感；11、发射串联电感；12、发射隔直电容；13、接收并联开关元件；14、匹配电容；15、发射并联开关元件。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：如附图1所示，一种分别与发射器、接收器和天线相连接的带ESD防护的射频开关，包括连接在发射器和天线之间的发射电路、连接在天线和接收器之间的接收电路。该射频开关具有三个端口，分别是连接发射器的发射端、连接接收器的接收端、连接天线的天线端。本实施例中，假设端口P1用作接收端，端口P2用作发射端，端口P0为天线端。

该带ESD防护的射频开关具有发射状态和接收状态。

发射电路通过发射端P2与发射器相连接，通过天线端P0与天线相连接。发射电路包括发射隔直电容4、发射串联电感3和用作ESD防护的发射并联开关元件8。发射隔直电容4的第一端与发射端P2相连接，发射隔直电容4的第二端与发射串联电感3的第一端相连接，发射串联电感3的第二端与天线端P0相连接。发射并联开关元件8连接在发射隔直电容4的第二端与地之间，发射并联开关元件8具有控制其导通或截止的控制端，发射并联开关元件的控制端形成发射电路的控制端SW2。

接收器通过接收端P1与接收电路相连接，接收电路通过天线端P0与天线相连接。接收电路包括接收隔直电容1、接收串联电感2和用作ESD防护的接收并联开关元件5。接收隔直电容1的第一端与接收端P1相连接，接收隔直电容1的第二端与接收串联电感2的第一端相连接，接收串联电感2的第二端与天线端P0相连接。接收并联开关元件5连接在接收隔直电容1的第二端与地之间，接收并联开关元件5具有控制其导通或截止的控制端，接收并联开关元件5的控制端形成接收电路的控制端SW1。

该带ESD防护的射频开关还包括连接在天线端P0与地之间的匹配电路，该匹配电路用于在发射状态下与接收串联电感2并联谐振在发射信号的基频上、在接收状态下与发射串联电感3并联谐振在接收信号的基频上。

本实施例中，匹配电路包括串联谐振在发射信号或接收信号的多次谐波上的匹配电容6和匹配电感7。

上述方案中，发射并联开关元件、接收并联开关元件为MOSFET、pHEMT或HBT等类型。

以接收电路为例，接收隔直电容1连接射频信号，接收串联电感2既作为射频通路元件，也作为直流通路元件。接收并联开关元件5同时也为做ESD器件，通过接收串联电感2对天线端P0连接的Pin起到ESD防护作用。而传统的做法需要各自独立的开关器件和ESD器件。

对于发射并联开关元件8/接收并联开关元件5，当高电平加在其控制端上时，对应的发射并联开关元件8/接收并联开关元件5导通，对地呈现短路；当低电平加在其控制端上时，对应的发射并联开关元件8/接收并联开关元件5截止，对地呈现高阻抗。

则在上述射频开关中，当接收电路的控制端SW1接低电平，发射电路的控制端接高电平时，接收并联开关元件5截止而对地呈现高阻抗，发射并联开关元件8导通而对地呈现短路，此时，发射串联电感3、匹配电容6、匹配电感7组成一个串联并联回路。通过设计相应的参数值，匹配电容6和匹配电感7谐振在接收信号的二次谐波f2或者三次谐波f3上，那么它们在接收信号的基频f0上呈现为电容，这个电容和选好合适值的发射串联电感3并联谐振在接收信号的基频f0上，因此，该射频开关具有滤去高次谐波的功能，同时又允许基频信号通过。发射端P2的信号由于有对地短路的发射并联开关元件8，无法通过到达天线端P0。而接收端P1所连接的接收隔直电容1和接收串联电感2组成串联谐振电路，谐振在接收信号的基频f0上，允许射频信号通过，因此，射频开关当前处于接收状态。

同理，若接收电路的控制端SW1接高电平，发射电路的控制端接低电平，那么接收并联开关元件5导通而对地呈现短路，发射并联开关元件8截止而对地呈现高阻抗，接收串联电感2匹配电容6、匹配电感7组成一个串联并联回路，从而谐振在发射信号的基频f0上。接收端P1的信号由于有对地短路的接收并联开关元件5，无法通过到达天线端P0，发射端P2所连接的发射隔直电容4和发射串联电感3组成串联谐振电路，谐振在发射信号的基频f0上，允许射频信号通过，因此，射频开关当前处于发射状态。

实施例二：射频开关包括发射电路、接收电路，并具有发射端P2、接收端P1、天线端P0。发射电路包括发射隔直电容12、发射串联电感11和用作ESD防护的发射并联开关元件15。接收电路包括接收隔直电容9、接收串联电感10和用作ESD防护的接收并联开关元件13。

该射频开关还包括连接在天线端P0与地之间的匹配电路，该匹配电路用于在发射状态下与接收串联电感2并联谐振在发射信号的基频上、在接收状态下与发射串联电感3并联谐振在接收信号的基频上。

本实施例中，匹配电路包括匹配电容14。

本实施例中，天线端P0由匹配电容14连接到底，它不提供高次谐波的陷波功能。但是，当接收电路的控制端SW1接低电平，发射电路的控制端接高电平时，接收并联开关元件13截止而对地呈现高阻抗，发射并联开关元件15导通而对地呈现短路，发射串联电感11和匹配电容14组成一个并联回路，提供接收信号基频f0信号对地的高阻抗，发射端P2的信号无法达到天线端P0，天线端P0的信号可以到达接收端P1，该射频开关处于接收状态。反之，若接收电路的控制端SW1接高电平，发射电路的控制端接低电平，则该射频开关处于发射状态。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带ESD防护的射频开关，分别与发射器、接收器和天线相连接，所述带ESD防护的射频开关包括连接在所述发射器和所述天线之间的发射电路、连接在所述天线和所述接收器之间的接收电路，所述发射电路通过发射端与所述发射器相连接，所述接收器通过接收端与所述接收电路相连接，所述发射电路、所述接收电路均通过天线端与所述天线相连接，所述带ESD防护的射频开关具有发射状态和接收状态，其特征在于：所述发射电路包括发射隔直电容、发射串联电感和用作ESD防护的发射并联开关元件，所述发射隔直电容的第一端与所述发射端相连接，所述发射隔直电容的第二端与所述发射串联电感的第一端相连接，所述发射串联电感的第二端与所述天线端相连接，所述发射并联开关元件连接在所述发射隔直电容的第二端与地之间，所述发射并联开关元件具有控制其导通或截止的控制端，所述发射并联开关元件的控制端形成所述发射电路的控制端；所述接收电路包括接收隔直电容、接收串联电感和用作ESD防护的接收并联开关元件，所述接收隔直电容的第一端与所述接收端相连接，所述接收隔直电容的第二端与所述接收串联电感的第一端相连接，所述接收串联电感的第二端与所述天线端相连接，所述接收并联开关元件连接在所述接收隔直电容的第二端与地之间，所述接收并联开关元件具有控制其导通或截止的控制端，所述接收并联开关元件的控制端形成所述接收电路的控制端；

所述带ESD防护的射频开关还包括在所述发射状态下与所述接收串联电感并联谐振在发射信号的基频上、在所述接收状态下与所述发射串联电感并联谐振在接收信号的基频上的匹配电路，所述匹配电路连接在所述天线端与地之间。

2.根据权利要求1所述的带ESD防护的射频开关，其特征在于：所述匹配电路包括匹配电容。

3.根据权利要求1所述的带ESD防护的射频开关，其特征在于：所述匹配电路包括串联谐振在所述发射信号或所述接收信号的多次谐波上的匹配电容和匹配电感。

4.根据权利要求1所述的带ESD防护的射频开关，其特征在于：所述发射并联开关元件、所述接收并联开关元件为MOSFET、pHEMT或HBT类型。

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